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L'âge de la Terre avant le début du 20ème siècle

 

Historique des conceptions 

 

Quel est l'âge de la Terre? Dès que les Hommes ont eu conscience de l'existence de la Terre, ils ont été préoccupés par cette question.

Au départ, les Hommes avaient une conception fixiste de la Terre. Ils pensaient que sa formation avait été le fruit d'une succession d'évènements catastrophiques et qu'elle avait acquis rapidement l'aspect qu'ils lui connaissaient. L'idée de la création de la Terre en six jours a ensuite été reprise par l'Église et cette conception a dominé jusqu'au 19ème siècle.

 

Les chronologies mosaïques :

 

Envisager l'âge de la Terre n'a de sens que si l'on a une représentation linéaire du temps.

Après avoir rejeté toute conception cyclique du temps, sans doute pour ancrer leur religion dans le temps, des religieux ont essayé d'évaluer le nombre de générations qui se sont succédées depuis les premiers Hommes en faisant une interprétation rigoureuse du Pentateuque (les cinq livres de la bible).

L'antiquité puis le moyen-âge ont vu se succéder les estimations. L'archevêque anglican d'Armagh, James Ussher (1581 - 1656), avait estimé que la Terre s'était formée 4004 ans avant J-C en se basant sur les textes de l'ancien testament.

Les différentes versions de la bible et les différentes interprétations ont rendu ces estimations particulièrement difficiles. En 1734, le directeur de l'Académie des sciences de Berlin, Alphonse de Vignole (1649 - 1744), écrit dans sa "Chronologie de l'histoire sainte": "On croira peut-être qu'il y a de l'exagération en cela mais j'ai recueilli moi même plus de deux cents calculs différents dont le plus court ne compte que 3483 ans depuis la création du monde jusqu'à Jésus-Christ, et le plus long en compte 6984."

Ces premières estimations on conduit à deux conclusions :

- le monde n'est pas éternel comme le croyaient les grecs,

- le monde est dans sa prime jeunesse avec une échelle des temps très courte.

 

De nouvelles idées :

 

Isaac Newton (1642 - 1727), en utilisant la théorie de la gravitation, proposa de retirer 500 ans à l'âge du monde.

Vers 1755, Georges Louis Leclerc, comte de Buffon, expérimente sur la durée de refroidissement de sphères métalliques de différents diamètres. Son hypothèse est que notre planète est initialement une sphère chauffée au rouge (ce qui définit le temps de la naissance de la Terre) et qu'elle se refroidit pour atteindre sa température actuelle. Buffon avait compris que l'augmentation de température observée dans les mines témoignait de l'existence d'une chaleur résiduelle. Ce temps de refroidissement permet alors d'estimer l'âge de la Terre. Ces mesures à partir des sphères métalliques lui permirent d'extrapoler (extrapolation malheureusement linéaire) au diamètre de la Terre. 

buffon1

Ci-dessus: Buffon, Les époques de la nature

 

A la suite de ses expériences, Buffon estima l'âge de la Terre à 10 millions d'années environ, pourtant il n'annoncera que 74000 ans. Selon ses notes, s'il a annoncé ce chiffre c'est simplement pour être compris de ses lecteurs! "Quoiqu'il soit très vrai que plus nous nous étendrons dans le temps, plus nous approcherons de la vérité et de la réalité de l'emploi qu'en fait la nature, il faut le raccourcir autant qu'il est possible pour se conformer à la puissance limitée de notre intelligence."

 

Pour en savoir plus : "Buffon et l'histoire naturelle: l'édition en ligne".

Le refroidissement étudié par Buffon était en accord avec la théorie de la nébuleuse protosolaire d'Emmanuel Kant (1724-1804) et de Pierre Simon Laplace (1749-1827).

  

 

A la fin du 18ème siècle, un physicien, James Hutton, proposa de refaire l'histoire de la Terre  à partir de l'observation des phénomènes actuels. Vu la durée de certains phénomènes, l'âge de la Terre devait être nettement supérieur à celui énoncé auparavant.

L'interprétation des fossiles de plus en plus comme des "médailles de la nature", a remis en cause la conception d'un monde jeune. En effet, comment en si peu de temps, tant de restes d'êtres vivants auraient-ils pu être accumulés? Le déluge n'expliquait pas tout! Les idées changèrent peu à peu, le pape Pie VII, lui même, reconnu que les jours de la "Genèse" n'étaient que des périodes de temps indéterminées qui expliquaient l'histoire de l'Homme et non celle de la Terre.

A la fin du 19ème siècle (mais déjà depuis 1760-1770), des géologues proposent d'utiliser les taux de sédimentation (supposés constants dans le temps) pour évaluer l'âge de la Terre. Le taux de sédimentation étant de l'ordre de 1cm/an en certains endroits (soit 1m/1000 ans), une séquence de 1000 mètres d'épaisseur aurait mis 1 million d'années à se déposer. Or beaucoup de séquences ont une épaisseur supérieure !

DateAuteurEpaisseur des sédiments (km)Taux de sédimentationDurée (Ma)
1860Phillips2222,996
1890De Lapparent4651,190
1892Geike300,4 à 4,473 à 680
1893Mc Gee800,51584
1893Upham808100
1900Sollas8131,126
1909Sollas10212,780

 

Ces auteurs estimaient l'âge de la Terre à 3 - 3,5 milliards d'années.

 

Joseph Fourier (1768-1830) étudia la propagation de la chaleur dans les corps et la mis en équation. D'après ses calculs, si le gradient géothermique mesuré dans les mines est constant, alors les températures au centre de la Terre sont de 200 000°K.

 

Pour en savoir plus: "Mémoires sur les températures du globe terrestre et des espaces planétaires"

 

  

19ème siècle: la querelle des géologues et des physiciens :

 

 Ce siècle est marqué par de nombreuses querelles entre scientifiques au sujet de l'âge de la Terre. Géologues et physiciens s'opposent. Vers 1860, le physicien anglais William Thomson qui deviendra Lord Kelvin, estime l'âge de la Terre à 100 MA à partir des lois de la  thermodynamique. Son raisonnement est le suivant. Il identifie comme thermique l'énergie nécessaire aux  processus géologiques (volcanisme, formation des reliefs, etc. ). La surface de la Terre perdant cette chaleur par radiation, il utilise les lois de diffusion de la chaleur établies par Joseph Fourier pour déterminer son âge de refroidissement.  Ainsi Lord Kelvin s'attaque aux fondements de l'uniformitarisme dont certains géologues sont partisans. Parmi eux, Charles Lyell (qui pense que la Terre n'a guère évolué au cours du temps) estime cet âge de 100 MA trop faible.

Les estimations géologiques, basées sur la vitesse de dépôts des sédiments ou sur l'accroissement de la salinité des océans (idée d'Edmond Halley reprise en 1900 par John Joly), donnent des âges supérieurs à 90 ou 100 Ma. La querelle entre géologues et physiciens persiste donc.

C'est la découverte de la radioactivité par Henri Becquerel en 1896 et de ses applications à la datation qui y mettra fin. Cependant, le chiffre proposé par Kelvin ne sera révisé qu'après la Deuxième Guerre Mondiale !

 

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